(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過部に配設されたろ過膜で部分ろ過を行う循環型の浄水装置であって、
原水が貯留される原水タンクと、前記原水タンクと前記ろ過部を接続し前記原水タンクから前記ろ過部に前記原水を供給する原水供給ポンプ及び原水供給弁を有する原水供給ラインと、前記原水供給ラインの前記原水供給ポンプより上流側と前記ろ過部を接続し前記ろ過部で濃縮された濃縮水を循環させる濃縮水循環ラインと、前記ろ過部に接続され前記ろ過部でろ過されたろ過水を排出するろ過水排出弁を有するろ過水排出ラインと、前記ろ過水排出ラインから排出されるろ過水を貯留するろ過水タンクと、前記濃縮水循環ラインから分岐して前記濃縮水を前記原水タンクに排出する濃縮水排出弁を有する濃縮水排出ラインと、前記濃縮水排出ラインの前記濃縮水排出弁より下流側に配設され前記原水タンク内をバブリングする原水側気泡発生部と、前記ろ過水排出ラインの前記ろ過水排出弁より上流側から分岐して前記濃縮水循環ラインの前記濃縮水排出ラインとの分岐位置より下流側で前記濃縮水循環ラインに接続されて前記ろ過水を洗浄水として供給するろ過水供給弁を有する洗浄用ろ過水供給ラインと、を備えたことを特徴とする浄水装置。
【請求項２】
前記洗浄用ろ過水供給ラインの前記ろ過水供給弁より下流側に配設された切替弁と、前記ろ過水供給弁と前記切替弁の間で前記洗浄用ろ過水供給ラインから分岐して前記原水タンクに接続された排水ラインと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の浄水装置。
【請求項３】
前記ろ過水排出ラインの前記ろ過水排出弁より上流側と前記ろ過水タンクを接続し、前記ろ過水を循環させるろ過水循環ポンプを有するろ過水循環ラインを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の浄水装置。
【請求項４】
前記洗浄用ろ過水供給ラインの前記ろ過水供給弁より下流側から分岐して前記ろ過水タンクに接続され前記ろ過水タンク内をバブリングするろ過水側気泡発生部を有するろ過水バブリング用ラインを備えたことを特徴とする請求項３に記載の浄水装置。
【請求項５】
前記原水側気泡発生部及び前記ろ過水側気泡発生部が、筒状の液体流入管と、前記液体流入管の下流側に連設され前記液体流入管の内径より大きな内径を有する筒状の液体流出管と、前記液体流出管の上流側の周壁に穿設され前記液体流出管と連通する複数の空気導入微孔と、を備えたことを特徴とする請求項４に記載の浄水装置。
【請求項６】
前記ろ過部が、並列に配設された性能の異なる２以上のろ過膜と、各々の前記ろ過膜のろ過側と前記ろ過水排出ラインを接続する合流管と、各々の前記合流管に配設されたろ過水量調整弁と、を備え、前記ろ過水排出ラインに電導度計が配設されたことを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の浄水装置。
【請求項７】
前記ろ過部が、並列に配設された性能の異なる２つの前記ろ過膜の原水側同士を接続する原水側接続管と、前記原水側接続管に配設された開閉弁と、を備えたことを特徴とする請求項６に記載の浄水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ過膜で部分ろ過を行う循環型の浄水装置に関し、細菌の増殖を抑えることができ、薬液による洗浄を不要とし、若しくは大幅にその頻度を減じることができ、メンテナンス性、環境保全性、省エネルギー性に優れた浄水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海水およびかん水の淡水化、医療用・工業用の純水、超純水の製造、工業廃水処理、食品工業など、幅広い分野で、膜による分離技術が利用されている。
例えば（特許文献１）には海水（又はかん水）の淡水化装置、（特許文献２）には無菌水溶液を製造する系、（特許文献３）には下水等の汚水を処理する水処理装置が開示されている。
そして、近年では、世界規模で水不足が深刻な問題となりつつあり、産業廃水、生活廃水などを含む有機性廃水の再利用技術に対する要望が社会的に高まっている。
中でも逆浸透膜や限外ろ過膜などの膜ろ過法を用いることにより、工業用、農業用、あるいは家庭用の用水として利用可能な極めて良好な水質を持つ再生水を造水する方法が注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２３３５６号
【特許文献２】特開平７−８９９６号
【特許文献３】特開２００７−２４４９７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）逆浸透膜や限外ろ過膜によるろ過では、溶液（原水）中に溶解している無機イオンや有機物などの成分を分離、除去することができるが、濃縮或いは沈殿したコロイド、難溶解性塩類、バクテリアなどの不純物が逆浸透膜（限外ろ過膜）の表面に付着又は増殖することにより、ろ過膜が目詰まりし、ろ過（透水）性能が経時的に劣化して、製造されるろ過水の純度（水質）が低下し易く、ろ過膜の長寿命性、ろ過水の水質安定性に欠けるという課題があった。
（２）また、目詰まりによってろ過性能が低下した場合、薬液循環ラインによってアルカリ性又は酸性の洗浄剤を循環させてろ過膜を洗浄した後、大量の水でろ過膜に残留した薬液を洗浄除去しなければならず、煩雑な作業が必要で、メンテナンス性、省資源性、環境保全性に欠けるという課題があった。
（３）さらに、薬液洗浄によってろ過膜の透水性が回復しても、ろ過膜自体が化学的に劣化し、水質が回復しないことがあり、その場合は、ろ過膜を交換しなければならず、省資源性、耐久性に欠けるという課題があった。
（４）また、逆浸透膜（限外ろ過膜）による逆浸透水（限外ろ過水）の製造においては、加圧ポンプが間欠運転されるが、この間欠運転は加圧ポンプに負担をかけるだけでなく、逆浸透膜（限外ろ過膜）にも脈動負荷をかけ、ろ過膜への物理的な負担が大きく、原水濃縮による膜付着物も増加し、装置及びろ過膜の長寿命性、耐久性、動作の安定性に欠けるという課題があった。
（５）膜ろ過によるろ過水の溶存酸素濃度は、原水溶存酸素濃度の影響を受けて変動し易く、品質（溶存酸素濃度）の安定性に欠けるという課題があった。【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡素な構成で、薬液を用いることなく、若しくは大幅に頻度を減じ、ろ過膜に付着した固体粒子や細菌などを確実かつ効率的に除去して細菌の増殖を抑制することができ、ろ過膜の洗浄効率性、環境保護性に優れ、ろ過膜の耐久性、長寿命性、メンテナンス性を大幅に向上させることができ、ろ過性能の経時劣化を防ぎ、動作の安定性、ろ過の効率性、省エネルギー性に優れると共に、ろ過水に含まれる電解質成分等をコントロールしてろ過水の電導度及び溶存酸素濃度を簡便に調整することができ、ろ過水を飲料水、食品や食器等の洗浄水など幅広い用途に使用することが可能な汎用性に優れた浄水装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の浄水装置は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の浄水装置は、ろ過部に配設されたろ過膜で部分ろ過を行う循環型の浄水装置であって、原水が貯留される原水タンクと、前記原水タンクと前記ろ過部を接続し前記原水タンクから前記ろ過部に前記原水を供給する原水供給ポンプ及び原水供給弁を有する原水供給ラインと、前記原水供給ラインの前記原水供給ポンプより上流側と前記ろ過部を接続し前記ろ過部で固体粒子が濃縮された濃縮水を循環させる濃縮水循環ラインと、前記ろ過部に接続され前記ろ過部でろ過されたろ過水を排出するろ過水排出弁を有するろ過水排出ラインと、前記ろ過水排出ラインから排出されるろ過水を貯留するろ過水タンクと、前記濃縮水循環ラインから分岐して前記濃縮水を前記原水タンクに排出する濃縮水排出弁を有する濃縮水排出ラインと、前記濃縮水排出ラインの前記濃縮水排出弁より下流側に配設され前記原水タンク内をバブリングする原水側気泡発生部と、前記ろ過水排出ラインの前記ろ過水排出弁より上流側から分岐して前記濃縮水循環ラインの前記濃縮水排出ラインとの分岐位置より下流側で前記濃縮水循環ラインに接続されて前記ろ過水を洗浄水として供給するろ過水供給弁を有する洗浄用ろ過水供給ラインと、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）原水が貯留される原水タンクと、原水タンクとろ過部を接続し原水タンクからろ過部に原水を供給する原水供給ポンプ及び原水供給弁を有する原水供給ラインと、原水供給ラインの原水供給ポンプより上流側とろ過部を接続しろ過部で固体粒子が濃縮された濃縮水を循環させる濃縮水循環ラインを備えるので、原水供給ポンプを連続運転して原水供給ラインとろ過部との間で濃縮水を循環させながらろ過を行うことができ、原水供給ポンプの負荷を低減することができ、耐久性、動作の安定性に優れる。
（２）濃縮水循環ラインから分岐して濃縮水を原水タンクに排出する濃縮水排出弁を有する濃縮水排出ラインを備えるので、必要に応じて濃縮水循環ラインを循環する濃縮水の一部を排出して濃縮水が過度に濃縮することを防止し、ろ過膜の目詰まりを低減することができ、ろ過の効率性に優れる。
（３）濃縮水排出ラインの濃縮水排出弁より下流側に配設され原水タンク内をバブリングする原水側気泡発生部を備えることにより、有機物又は鉄、マグネシウム、マンガン、カルシウムなどを酸化させて沈殿させることができるので、原水タンク内の上澄み液をろ過部に供給して短時間で効率的にろ過することができ、ろ過の効率性に優れる。
（４）ろ過水排出ラインのろ過水排出弁より上流側から分岐して濃縮水循環ラインの濃縮水排出ラインとの分岐位置より下流側で濃縮水循環ラインに接続されてろ過水を洗浄水として供給するろ過水供給弁を有する洗浄用ろ過水供給ラインを備えることにより、ろ過膜の原水側をろ過水で洗浄することができるので、薬液による洗浄を不要とし、若しくはその頻度を大幅に削減し、環境保護性に優れ、ろ過膜が化学的に劣化することがなく、ろ過膜の耐久性、長寿命性に優れる。【０００７】
ここで、ろ過膜としては、限外ろ過膜や逆浸透膜、中空糸膜などを使用することができる。
原水供給ポンプは、原水タンクから原水を吸引して、ろ過部に供給すると共に、ろ過部で濃縮される濃縮水を循環させることができるものであればよいが、遠心ポンプ等が好適に用いられる。
原水供給弁、ろ過水排出弁、ろ過水供給弁としては、いずれも電磁弁が好適に用いられる。
原水側気泡発生部は、気泡を発生させることができるものであればよいが、濃縮水排出ラインから濃縮水を排出する際に発生する負圧を利用して、周囲の空気を排水管内に吸い込んで気泡を発生させるものが好適に用いられる。排水エネルギーを有効に利用することができ、特別な動力を必要とせず、省エネルギー性に優れるからである。【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の浄水装置であって、前記洗浄用ろ過水供給ラインの前記ろ過水供給弁より下流側に配設された切替弁と、前記ろ過水供給弁と前記切替弁の間で前記洗浄用ろ過水供給ラインから分岐して前記原水タンクに接続された排水ラインと、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）洗浄用ろ過水供給ラインのろ過水供給弁より下流側に配設された切替弁と、ろ過水供給弁と切替弁の間で洗浄用ろ過水供給ラインから分岐して原水タンクに接続された排水ラインを有するので、ろ過時に洗浄用ろ過水供給ラインのろ過水供給弁を閉じ、切替弁を開くことにより、洗浄用ろ過水供給ラインの一部を利用して、排水ラインから原水タンクへ濃縮水の排出を行うことができ、配管を簡素化して装置を小型化することができ、省スペース性、量産性に優れる。
（２）排水ラインが濃縮水排出ラインと並列に配設されるので、洗浄用ろ過水供給ラインの切替弁の開閉と、濃縮水排出ラインの濃縮水排出弁の開閉を選択することにより、循環中の濃縮水の排出量と原水タンク内でのバブリング量を調整することができ、濃縮水の濃度を適度に保持してろ過膜の目詰まりを防止することが可能で、ろ過の効率性に優れる。
ここで、切替弁は洗浄用ろ過水供給ラインにおける開閉量を調整できるものがあればよいが、電磁弁が好適に用いられる。切替弁は洗浄用ろ過水供給ラインからろ過水を供給する際に、ろ過水の供給量を調整することができると共に、濃縮水循環ラインからの濃縮水の排水の有無及び濃縮水の排水量を調整することができる。【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の浄水装置であって、前記ろ過水排出ラインの前記ろ過水排出弁より上流側と前記ろ過水タンクを接続し、前記ろ過水を循環させるろ過水循環ポンプを有するろ過水循環ラインを備えた構成を有している。
この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）ろ過水排出ラインのろ過水排出弁より上流側とろ過水タンクを接続し、ろ過水を循環させるろ過水循環ポンプを有するので、ろ過水を循環させてろ過水排出ラインの管内壁にろ過水中のミネラル分などが付着することを防止でき、メンテナンス性に優れる。
ここで、ろ過水循環ポンプは、ろ過水タンクからろ過水を吸引して循環させることができるものであればよい。
また、ろ過水排出ラインのろ過水循環ラインとの分岐位置より下流側から分岐してろ過水取水ラインを設けることにより、ろ過水循環ポンプの動力を利用してろ過水を必要な量だけ取り出して系外に供給することができ、省エネルギー性に優れる。【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の浄水装置であって、前記洗浄用ろ過水供給ラインの前記ろ過水供給弁より下流側から分岐して前記ろ過水タンクに接続され前記ろ過水タンク内をバブリングするろ過水側気泡発生部を有するろ過水バブリング用ラインを備えた構成を有している。
この構成により、請求項３の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）洗浄用ろ過水供給ラインのろ過水供給弁より下流側から分岐してろ過水タンクに接続されろ過水タンク内をバブリングするろ過水側気泡発生部を有するろ過水バブリング用ラインを備えることにより、ろ過水タンク内でバブリングされたろ過水を洗浄水として利用することができるので、ろ過膜に付着したコロイドや難溶解性塩類等の物質を酸化作用で剥離させることができ、化学反応による洗浄効率の向上を図ると共に、ろ過膜の劣化を抑えることができ、長寿命性に優れる。
ここで、ろ過水側気泡発生部は、気泡を発生させることができるものであればよいが、ろ過水バブリング用ラインからろ過水を排出する際に発生する負圧を利用して、周囲の空気を排水管内に吸い込んで気泡を発生させるものが好適に用いられる。排水エネルギーを有効に利用することができ、特別な動力を必要とせず、省エネルギー性に優れるからである。【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の浄水装置であって、前記原水側気泡発生部及び前記ろ過水側気泡発生部が、筒状の液体流入管と、前記液体流入管の下流側に連設され前記液体流入管の内径より大きな内径を有する筒状の液体流出管と、前記液体流出管の上流側の周壁に穿設され前記液体流出管と連通する複数の空気導入微孔と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項４の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）原水側気泡発生部及びろ過水側気泡発生部が、筒状の液体流入管と、液体流入管の下流側に連設され液体流入管の内径より大きな内径を有する筒状の液体流出管と、液体流出管の上流側の周壁に穿設され液体流出管と連通する複数の空気導入微孔を有するので、液体流入管から流入した濃縮水やろ過水が、液体流出管を通過することにより、液体流出管の内部の圧力が外部より低くなり、外部の空気が空気導入微孔から液体流出管の内部に吸い込まれ、内部を流れる濃縮水やろ過水と混合、攪拌され濃縮水やろ過水を簡便にバブリングすることができる。
（２）濃縮水排出ラインやろ過水バブリング用ラインを通過する濃縮水やろ過水の排水エネルギーを利用してバブリングを行うことができ、別途、動力を必要とせず、省エネルギー性に優れ、構成を簡素化して装置を小型化することができ、省スペース性に優れる。【００１２】
ここで、液体流入管、液体流出管、空気導入微孔の管径は、内部を通過する流体の流量（流速）によって適宜、選択することができるが、液体流出管の内径は液体流入管の内径の２倍〜５倍に形成し、空気導入微孔の内径は液体流出管の内径の０．０５倍〜０．２倍に形成することが好ましい。
液体流出管の内径が、液体流入管の管径の２倍よりも小さくなるにつれ、液体流出管を通過する流体と液体流出管の内壁面との間に形成される隙間が小さく（空気層が薄く）なり、空気導入微孔から吸い込まれる空気の量が減少して、気泡が発生し難くなる傾向があり、液体流入管の管径の５倍よりも大きくなるにつれ、液体流出管を通過する流体の速度が配管抵抗より低下し、負圧が発生し難くなって、空気の吸い込み量が減少すると共に、液体流出管を通過する流体と液体流出管の内壁面との間に形成される隙間が大きく（空気層が厚く）なり、液体流出管を通過する流体と空気導入微孔から吸い込まれる空気が混合、攪拌され難くなって、気泡発生量が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。【００１３】
空気導入微孔の内径が、液体流出管の内径の０．０５倍よりも小さくなるにつれ、加工性が低下すると共に、目詰まりが発生し易くなり、気泡発生の安定性が低下し易くなる傾向があり、液体流出管の内径の０．２倍（＝液体流入管の径と同等）よりも大きくなるにつれ、液体流出管の内部と外部の圧力差が小さくなり、液体流出管を通過する流体と空気が混合、攪拌され難くなって、気泡発生量が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
尚、液体流入管及び液体流出管の断面形状は、それぞれ長手方向に一様でもよいが、必要に応じて、様々な組合せを選択することができ、液体流出管の上流端側から下流端側に向かって徐々に断面積を縮小させたり、液体流入管の上流端側から液体流出管の下流端側に向かって徐々に断面積を拡大させたりしてもよい。特に、液体流出管の断面積を上流端側から下流端側に向かって徐々に拡大させた場合、液体流出管の内部で乱流が発生し、空気導入微孔の吸引力が増大して、バブリング（エアレーション）の性能を向上させることができる。【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の浄水装置であって、前記ろ過部が、並列に配設された性能の異なる２以上のろ過膜と、各々の前記ろ過膜のろ過側と前記ろ過水排出ラインを接続する合流管と、各々の前記合流管に配設されたろ過水量調整弁と、を備え、前記ろ過水排出ラインに電導度計が配設された構成を有している。
この構成により、請求項１乃至５の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）ろ過部が、並列に配設された性能の異なる２以上のろ過膜と、各々のろ過膜のろ過側とろ過水排出ラインを接続する合流管と、各々の合流管に配設されたろ過水量調整弁と、を備え、ろ過水排出ラインに電導度計が配設されていることにより、ろ過部から排出されるろ過水の電導度を電導度計で計測しながら、各々のろ過水量調整弁の開度を調整したり、開閉を選択的に切り替えたりして、目的、用途などに応じてろ過水の浄化度（電導度）を最適に保つことが可能で、ろ過の過不足を防止することができ、ろ過の効率性、省エネルギー性に優れる。【００１５】
ここで、並列に配設するろ過膜の種類としては、限外ろ過膜、逆浸透膜、ナノ膜、中空糸膜などを組合せて使用することができる。
ろ過部のろ過膜の１つに逆浸透膜を使用した場合、逆浸透膜でろ過して得られるＲＯ水を洗浄用ろ過水として利用することができ、ろ過膜の原水側に付着した細菌などの付着物を確実かつ効率的に剥離することが可能で、洗浄の効率性に優れる。【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の浄水装置であって、前記ろ過部が、並列に配設された性能の異なる２つの前記ろ過膜の原水側同士を接続する原水側接続管と、前記原水側接続管に配設された開閉弁と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項６の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）ろ過部が、並列に配設された性能の異なる２つのろ過膜の原水側同士を接続する原水側接続管と、原水側接続管に配設された開閉弁を有するので、開閉弁とろ過水排出ラインのろ過水排出弁を閉じることにより、２つのろ過膜の内、性能の高いろ過膜を通過してろ過されたろ過水をろ過水循環ポンプの圧力によって、合流管を通して性能の低いろ過膜のろ過側に送り、洗浄を行うことができ、洗浄の効率性、ろ過膜の長寿命性に優れる。
（２）ろ過水排出弁と開閉弁を閉じて性能の低いろ過膜を洗浄する際に、ろ過水供給弁を開くことにより、性能の高いろ過膜でろ過されたろ過水に、ろ過水タンクに貯留されているろ過水をろ過水循環ポンプから供給し、それらを混合した多量の混合水で、性能の低いろ過膜をろ過側から洗浄することができ、ろ過膜洗浄の作業性、確実性に優れる。
（３）原水供給ポンプ及びろ過水循環ポンプを駆動したまま原水供給ラインの原水供給弁，ろ過水排出ラインのろ過水排出弁及び濃縮水排出ラインの濃縮水排出弁を閉じ、洗浄用ろ過水供給ラインのろ過水供給弁及び切替弁を開くことにより、ろ過水タンクに貯留されたろ過水を、ろ過水循環ラインからろ過水排出ライン，洗浄用ろ過水供給ラインへ通して濃縮水循環ラインに導き、さらに原水供給ラインを通してろ過部の原水側に供給することができるが、このとき、２つのろ過膜の原水側同士を接続する原水側接続管に配設された開閉弁を開くことにより、原水供給ポンプで２つのろ過膜の原水側をろ過水で循環洗浄することができ、ろ過膜の耐久性、長寿命性に優れる。そして、濃縮水排出弁の開閉を適宜、選択することにより、洗浄に使用されたろ過水の一部を原水タンクに排出して、循環中のろ過水を新しいろ過水と交換しながら洗浄を行うことができ、洗浄の効率性、確実性に優れる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の浄水装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）原水側気泡発生部で気泡を発生させ、有機物、鉄、マグネシウム、マンガン、カルシウムなどを酸化させて沈殿させることにより、原水タンク内の上澄み液をろ過部に供給して短時間で効率的にろ過することができ、ろ過の効率性に優れると共に、ろ過部でろ過されたろ過水を利用してろ過膜の原水側を洗浄することができ、薬液の使用量を大幅に低減若しくは不要とすることができ、メンテナンス性、環境保護性に優れ、ろ過膜が化学的に劣化することがなく、ろ過膜の耐久性、長寿命性に優れた浄水装置を提供することができる。【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）並列して配設される排水ラインの切替弁と、濃縮水排出ラインの濃縮水排出弁の開閉を制御することにより、循環中の濃縮水の排出量と原水タンク内でのバブリング量を簡便に調整することができ、濃縮水の濃度を適度に保持することが可能で、ろ過の効率性、省エネルギー性に優れた浄水装置を提供することができる。【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）ろ過水循環ポンプでろ過水を循環させることにより、ろ過水排出ラインの管内壁にろ過水中のミネラル分などが付着することを防止でき、メンテナンス性に優れると共に、必要に応じてろ過水循環ポンプの動力を利用してろ過水を供給することができる運転の効率性、省エネルギー性に優れた浄水装置を提供することができる。【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）バブリングされたろ過水を洗浄水として利用することにより、ろ過膜に付着した物質を酸化作用で確実かつ効率的に剥離させることができ、洗浄の効率性に優れ、ろ過膜の劣化を抑えることができる長寿命性、省資源性に優れた浄水装置を提供することができる。【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）濃縮水やろ過水の排水エネルギー（落下エネルギー）を有効利用して周囲の空気を吸い込む（巻き込む）ことにより、濃縮水やろ過水と空気を混合、攪拌し、簡便にバブリングを行うことができ、動力が不要で省エネルギー性に優れ、構成を簡素化して装置を小型化することができる省スペース性に優れた浄水装置を提供することができる。【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）並列に配設された性能の異なる２以上のろ過膜から排出されるろ過水の排出量を調整することにより、目的、用途などに応じて最適な純度のろ過水を得ることが可能で、ろ過の過不足を防止することができるろ過の効率性、省エネルギー性に優れた浄水装置を提供することができる。【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）２つのろ過膜の原水側を接続する接続管を開閉することにより、一方のろ過膜のろ過側を洗浄することや両方のろ過膜の原水側を洗浄することができ、必要に応じてろ過膜の洗浄方法を選択することが可能なろ過膜のメンテナンス性、洗浄の効率性、ろ過膜の耐久性に優れた浄水装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１の浄水装置の構成を示す模式図
【図２】実施の形態１の浄水装置の原水側気泡発生部の要部断面模式図
【図３】実施の形態２の浄水装置の構成を示す模式図
【図４】実施の形態３の浄水装置の構成を示す模式図
【図５】ろ過と洗浄を繰り返した時のＴＭＰ（膜間差圧）の変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の浄水装置について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の浄水装置の構成を示す模式図である。
図１中、１は実施の形態１の浄水装置、２は河川、湖沼、海などから採取した原水が供給パイプ２ａによって供給され貯留される浄水装置１の原水タンク、２ｂは原水タンク２の底部側に配設され原水タンク２内に沈殿した沈殿物や濃縮した原水を排出するための排出部、３は限外ろ過膜や逆浸透膜などのろ過膜が配設された浄水装置１のろ過部、４は原水タンク２とろ過部３を接続する原水供給ライン、４ａ，４ｂは原水タンク２からろ過部３に至る原水供給ライン４の管路、５は原水供給ライン４（管路４ａ）に配設され原水供給ライン４を開閉する電磁弁等を用いた原水供給弁、６は原水供給ライン４（管路４ｂ）に配設され原水タンク２からろ過部３に原水を供給する原水供給ポンプ、７は原水供給ライン４（管路４ｂ）に配設され原水の供給圧力を計測する圧力メータ、８は原水供給ライン４の原水供給ポンプ６より上流側とろ過部３を接続しろ過部３で濃縮された濃縮水を循環させる浄水装置１の濃縮水循環ライン、９はろ過部３に接続されろ過部３でろ過されたろ過水を排出する浄水装置１のろ過水排出ライン、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄはろ過部３からろ過水タンク１０に至るろ過水排出ライン９の管路、１０はろ過水排出ライン９から排出されるろ過水を貯留する浄水装置１のろ過水タンク、１１はろ過水排出ライン９（管路９ａと９ｂの間）に配設されろ過水を逆流させてろ過部３を洗浄する際（逆洗時）にろ過膜に空気が侵入するのを防止するエアーチャンバー、１２はろ過水排出ライン９（管路９ｂ）に配設されろ過水の排水圧力を計測する圧力メータ、１３ａ，１３ｂはろ過水排出ライン９に並列に配設され一方若しくは両方を開放することによりろ過水の排出の圧力の調整を行う電磁弁等を用いたろ過水排出弁、１４は濃縮水循環ライン８から分岐して濃縮水を原水タンク２に排出する浄水装置１の濃縮水排出ライン、１５は濃縮水排出ライン１４に配設され濃縮水排出ライン１４を開閉する電磁弁等を用いた濃縮水排出弁、１６は濃縮水排出ラインの１４の濃縮水排出弁１５より下流側に配設され濃縮水の逆流を防止する逆止弁、１７は濃縮水排出ライン１４の濃縮水排出弁１５及び逆止弁１６より下流側に配設され原水タンク２内をバブリングする原水側気泡発生部、１８はろ過水排出ライン９のろ過水排出弁１３ａ，１３ｂより上流側（管路９ｃ）から分岐し濃縮水循環ライン８の濃縮水排出ライン１４との分岐位置より下流側で濃縮水循環ライン８に接続されてろ過水を洗浄水として供給する浄水装置１の洗浄用ろ過水供給ライン、１８ａ，１８ｂ，１８ｃはろ過水排出ライン９から分岐して濃縮水循環ライン８に至る洗浄用ろ過水供給ライン１８の管路、１９は洗浄用ろ過水供給ライン１８（管路１８ａ）に配設され洗浄用ろ過水供給ライン１８を開閉する電磁弁等を用いたろ過水供給弁、２０は洗浄用ろ過水供給ライン１８のろ過水供給弁１９より下流側（管路１８ｃ）に配設され濃縮水の排出と洗浄用ろ過水の供給を切替る電磁弁等を用いた切替弁、２１はろ過水供給弁１９と切替弁２０の間で洗浄用ろ過水供給ライン１８（管路１８ｂと１８ｃの間）から分岐して原水タンク２に接続された浄水装置１の排水ライン、２１ａは排水ライン２１に配設され排水の圧力を調整するバネ付き逆止弁等の圧力調整弁を用いた排水調整部、２１ｂは洗浄用ろ過水供給ライン１８の管路１８ｂに配設され管路１８ｃから排出される濃縮水が管路１８ｂを通ってろ過水タンク１０側に流入することを防止するための逆止弁、２２は洗浄用ろ過水供給ライン１８のろ過水供給弁１９より下流側（管路１８ａと１８ｂの間）から分岐してろ過水タンク１０に接続された浄水装置１のろ過水バブリング用ライン、２３はろ過水バブリング用ライン２２に配設されろ過水タンク１０内をバブリングするろ過水側気泡発生部、２４はろ過水排出ライン９のろ過水排出弁１３ａ，１３ｂより上流側（管路９ｂと９ｃの間）とろ過水タンク１０を接続する浄水装置１のろ過水循環ライン、２５はろ過水循環ライン２４に配設されろ過水を循環させるろ過水循環ポンプ、２６はろ過水排出ライン９のろ過水排出弁１３ａ，１３ｂより下流側（管路９ｄ）から分岐して系外にろ過水を供給するためのろ過水取水ライン、２６ａはろ過水排出ライン９の管路９ｄとろ過水取水ライン２６との分岐位置に配設されたろ過水取水切替弁、２７は濃縮水排出ライン１４から分岐して必要に応じて濃縮水を系外に廃水して原水タンク２内が濃縮することを防止する廃水ライン、２７ａは濃縮水排出ライン１４と廃水ライン２７との分岐位置に配設され濃縮水の原水タンク２への排出と系外への廃水を切り替えるための廃水切替弁である。
尚、原水タンク２を用いないで直接、河川、湖沼、海などから原水を取水してろ過部３に供給してもよい。
【００２６】
以上のように構成された浄水装置の動作について説明する。
まず、ろ過時の動作について説明する。
図１において、原水供給弁５を開き原水供給ポンプ６を駆動することにより、原水タンク２から吸引された原水が原水供給ライン４（管路４ａ，４ｂ）を通ってろ過部３に供給される。
ろ過水排出ライン９のろ過水排出弁１３ａ，１３ｂの一方若しくは両方を開き、洗浄用ろ過水供給ライン１８のろ過水供給弁１９を閉じることにより、ろ過部３でろ過されたろ過水はろ過水排出ライン９（管路９ａ〜９ｄ）を通ってろ過水タンク１０に排出される。尚、本実施の形態では、ろ過水排出ライン９に２つのろ過水排出弁１３ａ，１３ｂを設け、一方若しくは両方を開放することにより、圧力の調整を行ったが、開度（圧力）を任意に設定できる任意バルブを用いる場合は１つでよい。
一方、ろ過部３でろ過されずに濃縮された濃縮水は濃縮水循環ライン８を通って原水供給ライン４（管路４ｂ）に戻り、循環される。このとき、必要に応じて、濃縮水排出ライン１４の濃縮水排出弁１５及び洗浄用ろ過水供給ライン１８の切替弁２０を開くことにより、循環する濃縮水の一部を原水タンク２に排出して濃縮水が過度に濃縮することを防止する。尚、濃縮水排出ライン１４から濃縮水を排出し、原水側気泡発生部１７で原水タンク２内をバブリングすることにより、有機物、鉄、マグネシウム、マンガン、カルシウムなどを酸化させて沈殿させることができ、原水タンク２内の上澄み液をろ過部３に供給してろ過に要する時間を短縮することができる。
【００２７】
ここで、実施の形態１の浄水装置の原水側気泡発生部の構造について説明する。
図２は実施の形態１の浄水装置の原水側気泡発生部の要部断面模式図である。
図２中、３０は原水側気泡発生部１７の直管状の液体流入管、３０ａは液体流入管３０に穿設された液体流入孔、３１は液体流入管３０の下流側に連設され内径が液体流入管３０より大径に形成された原水側気泡発生部１７の直管状の液体流出管、３１ａは液体流出管３１に穿設され液体流入孔３０ａに連通する液体流出孔、３２は液体流出部３１の上端側の周壁に穿設され液体流出孔３１ａと連通する複数の空気導入微孔である。
液体流入管３０の液体流入孔３０ａから流入した濃縮水が、液体流出管３１の液体流出孔３１ａを通過することにより、液体流出管３１の内部の圧力が外部より低くなり、外部の空気が空気導入微孔３２から液体流出管３１の内部に吸い込まれ、内部を流れる濃縮水やろ過水と混合、攪拌され濃縮水をバブリングする。
【００２８】
液体流入管３０、液体流出管３１、空気導入微孔３２の内径は、内部を通過する濃縮水の流量（流速）や空気導入微孔３２の数によって適宜、選択することができるが、本実施の形態では、液体流出管３１の内径（＝液体流出孔３１ａの径）は液体流入管３０の内径（＝液体流入孔３０ａの径）の２倍〜５倍に形成し、空気導入微孔３２の内径は液体流出管３１の内径（＝液体流出孔３１ａの径）の０．０５倍〜０．２倍に形成した。
濃縮水の流量（流速）によっても異なるが、液体流出管３１の内径が、液体流入管３０の内径の２倍よりも小さくなるにつれ、液体流出孔３１ａを通過する濃縮水と液体流出管３１の内壁面との間に形成される隙間が小さく（空気層が薄く）なり、空気導入微孔３２から吸い込まれる空気の量が減少して、気泡が発生し難くなる傾向があり、液体流入管３０の内径の５倍よりも大きくなるにつれ、液体流出孔３１ａを通過する濃縮水の速度が低下し、負圧が発生し難くなって、空気の吸い込み量が減少すると共に、液体流出孔３１ａを通過する濃縮水と液体流出管３１の内壁面との間に形成される隙間が大きく（空気層が厚く）なり、液体流出孔３１ａを通過する濃縮水と空気導入微孔３２から吸い込まれる空気が混合、攪拌され難くなって、気泡発生量が低下し易くなる傾向があることがわかったためである。
【００２９】
また、空気導入微孔３２の数によっても異なるが、空気導入微孔３２の内径が、液体流出管３１の内径の０．０５倍よりも小さくなるにつれ、加工性が低下すると共に、目詰まりが発生し易くなり、気泡発生の安定性が低下し易くなる傾向があり、液体流出管３１の内径の０．２倍（＝液体流入管３０の内径と同等）よりも大きくなるにつれ、液体流出管３１の内部と外部の圧力差が小さくなり、液体流出孔３１ａを通過する濃縮水と空気が混合、攪拌され難くなって、気泡発生量が低下し易くなる傾向があることがわかったためである。尚、液体流出管３１の内径によっても異なるが、空気導入微孔３２の数は２〜８個が好ましい。空気導入微孔３２の数が２個よりも少なくなると、空気導入微孔３２から吸い込まれる空気量が減少すると共に、濃縮水と空気が混合、攪拌され難くなって、気泡発生量が低下し易くなる傾向があり、空気導入微孔３２の数が８個よりも多くなると、液体流出管３１の内部と外部の圧力差が小さくなり、液体流出孔３１ａを通過する濃縮水と空気が混合、攪拌され難くなって、気泡発生量が低下すると共に、液体流出管３１の耐久性が低下し易くなる傾向があることがわかったためである。
【００３０】
本実施の形態では、液体流入管３０及び液体流出管３１の断面形状は、それぞれ長手方向に一様に形成したが、これに限定されるものではなく、必要に応じて、様々な組合せを選択することができる。例えば、液体流出管３１の上流端側から下流端側に向かって徐々に断面積を縮小させたり、液体流入管３０の上流端側から液体流出管３１の下流端側に向かって徐々に断面積を拡大させたりしてもよい。特に、液体流出管３１の断面積を上流端側から下流端側に向かって徐々に拡大させた場合、液体流出管３１の内部で乱流が発生し、空気導入微孔３２の吸引力が増大して、バブリング（エアレーション）の性能を向上させることができる。
【００３１】
尚、浄水装置１は、ろ過水循環ライン２４を備えているので、ろ過時にろ過水循環ポンプ２５を駆動することにより、ろ過水タンク１０に貯留されたろ過水をろ過水排出ライン９の管路９ｃ，９ｄとろ過水タンク１０との間で循環させることができ、ろ過水排出ライン９の管内壁にろ過水中のミネラル分などが付着することを防止できる。
また、ろ過水取水ライン２６のろ過水取水切替弁２６ａをろ過水取水ライン２６側に切り替えれば、ろ過水循環ポンプ２５の動力を利用して系外の取水側（クライアント側）にろ過水を供給することができる。
【００３２】
次に、洗浄時の動作について説明する。
原水供給ポンプ６及びろ過水循環ポンプ２５を駆動したまま原水供給ライン４の原水供給弁５，ろ過水排出ライン９のろ過水排出弁１３ａ，１３ｂ及び濃縮水排出ライン１４の濃縮水排出弁１５を閉じ、洗浄用ろ過水供給ライン１８のろ過水供給弁１９及び切替弁２０を開くことにより、ろ過水タンク１０に貯留されたろ過水が、ろ過水循環ライン２４からろ過水排出ライン９の管路９ｃ，洗浄用ろ過水供給ライン１８（管路１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）を通って濃縮水循環ライン８に導かれ、さらに原水供給ライン４の管路４ｂを通ってろ過部３の原水側に供給され、ろ過水によるろ過膜の洗浄が行われる。尚、ろ過水供給弁１９を通過したろ過水の一部は、原水供給ポンプ６の循環圧とろ過水循環ポンプ２５の循環圧との差によって、ろ過水バブリング用ライン２２を通ってろ過水タンク１０に流れ込み、ろ過水側気泡発生部２３の作用によってろ過水タンク１０内がバブリングされ、バブリングされたろ過水がろ過水循環ライン２４を通って循環する。これにより、バブリングされたろ過水を洗浄水として使用することができるので、ろ過膜に付着した物質を酸化作用で剥離させることができ、化学反応による洗浄効率の向上を図ることができる。
このとき、必要に応じて濃縮水排出ライン１４の濃縮水排出弁１５を開くことにより、洗浄に使用されたろ過水の一部を原水タンク２に排出することができ、循環中のろ過水を新しいろ過水と交換しながら効率的に洗浄を行うことができる。
【００３３】
尚、ろ過水側気泡発生部２３は原水側気泡発生部１７と同様の構造を有するので説明を省略する。
以上のように、ろ過時及び洗浄時を通じて、常に原水供給ポンプ６及びろ過水循環ポンプ２５を駆動し続けた場合、原水供給ポンプ６及びろ過水循環ポンプ２５を間欠運転する場合に比べて、原水供給ポンプ６及びろ過水循環ポンプ２５を停止する際や再駆動する際に発生する負荷を低減することができ、動作の安定性、装置の耐久性に優れる。
尚、エアーチャンバー１１は必要に応じて設ければよく、省略することも可能である。
【００３４】
実施の形態１における浄水装置によれば、以下の作用を有する。
（１）原水が貯留される原水タンク２と、原水タンク２とろ過部３を接続し原水タンク２からろ過部３に原水を供給する原水供給ポンプ６及び原水供給弁５を有する原水供給ライン４と、原水供給ライン４の原水供給ポンプ６より上流側とろ過部３を接続しろ過部３で固体粒子が濃縮された濃縮水をろ過部３から原水供給ライン４の管路４ｂへ循環させる濃縮水循環ライン８を備えるので、原水供給ポンプ６を連続運転して濃縮水を循環させながらろ過を行うことができ、原水供給ポンプ６の停止や再起動による負荷を低減することができ、耐久性、動作の安定性に優れる。
（２）濃縮水循環ライン８から分岐して濃縮水を原水タンク２に排出する濃縮水排出弁１５を有する濃縮水排出ライン１４を備えるので、必要に応じて濃縮水循環ライン８を循環する濃縮水の一部を原水タンク２に排出して濃縮水が過度に濃縮することを防止し、ろ過膜の目詰まりを低減することができ、ろ過の効率性に優れる。
（３）濃縮水排出ライン８の濃縮水排出弁１５より下流側に配設され原水タンク２内をバブリングする原水側気泡発生部１７を備えることにより、有機物、鉄、マグネシウム、マンガン、カルシウムなどを酸化させて沈殿させることができるので、原水タンク２内の上澄み液をろ過部に供給して短時間で効率的にろ過することができ、ろ過の効率性に優れる。
（４）ろ過水排出ライン９のろ過水排出弁１３ａ，１３ｂより上流側（管路９ｃ）から分岐して濃縮水循環ライン８の濃縮水排出ライン１４との接続位置より下流側に接続されてろ過水を洗浄水として供給するろ過水供給弁１９を有する洗浄用ろ過水供給ライン１８を備えることにより、ろ過膜の原水側をろ過水で洗浄することができるので、薬液を不要とし、若しくは薬液の使用量を大幅に削減するができ、環境保護性に優れ、ろ過膜が化学的に劣化することがなく、ろ過膜の耐久性、長寿命性に優れる。
（５）洗浄用ろ過水供給ライン１８のろ過水供給弁１９より下流側に配設された切替弁２０と、ろ過水供給弁１９と切替弁２０の間で洗浄用ろ過水供給ライン１８から分岐して原水タンク２に接続された排水ライン２１を有するので、ろ過時に洗浄用ろ過水供給ライン１８のろ過水供給弁１９を閉じ、切替弁２０を開くことにより、洗浄用ろ過水供給ライン１８の一部（管路１８ｃ）を利用して、排水ライン２１から原水タンク２へ濃縮水を排出することができるので、配管を簡素化して装置を小型化することができ、省スペース性、量産性に優れる。
（６）洗浄用ろ過水供給ライン１８の一部（管路１８ｃ）及び排水ライン２１が濃縮水排出ライン１４と並列に配設されるので、洗浄用ろ過水供給ライン１８の管路１８ｃに配設された切替弁２０の開閉と、濃縮水排出ライン１４の濃縮水排出弁１５の開閉を選択することにより、濃縮水循環ライン８から原水タンク２に排出される濃縮水の排出量と原水タンク２内でのバブリング量を調整することができ、濃縮水の濃度を適度に保持することが可能で、ろ過の効率性に優れる。
（７）ろ過水排出ライン９のろ過水排出弁１３ａ，１３ｂより上流側（管路９ｃ）とろ過水タンク１０を接続し、ろ過水を循環させるろ過水循環ポンプ２５を有するので、ろ過水を循環させてろ過水排出ライン９の管路９ｃ，９ｄの管内壁にろ過水中のミネラル分などが付着することを防止でき、メンテナンス性に優れる。
（８）洗浄用ろ過水供給ライン１８のろ過水供給弁１９より下流側から分岐してろ過水タンク１０に接続されろ過水タンク１０内をバブリングするろ過水側気泡発生部２３を有するろ過水バブリング用ライン２２を備えることにより、ろ過水タンク１０内でバブリングされたろ過水を洗浄水として利用することができるので、ろ過膜に付着したコロイドや難溶解性塩類等の物質を酸化作用で剥離させることができ、化学反応による洗浄効率の向上を図ると共に、ろ過膜の劣化を抑えることができ、長寿命性に優れる。
（９）原水側気泡発生部１７及びろ過水側気泡発生部２３が、液体流入孔３０ａを有する液体流入部３０と、液体流入部３０の下流側に連設され液体流入孔３０ａより大径の液体流出孔３１ａを有する液体流出部３１と、液体流出部３１の上端側の周壁に穿設され液体流出孔３１ａと連通する複数の空気導入微孔３２を有するので、液体流入部３０の液体流入孔３０ａから流入した濃縮水やろ過水が、液体流出部３１の液体流出孔３１ａを通過することにより、液体流出部３１の内部の圧力が外部より低くなり、外部の空気が空気導入微孔３２から液体流出部３１の内部に吸い込まれ、内部を流れる濃縮水やろ過水と混合、攪拌され濃縮水やろ過水を簡便にバブリングすることができる。
（１０）濃縮水排出ライン１４やろ過水バブリング用ライン２２を通過する濃縮水やろ過水の排水エネルギーを利用してバブリングを行うことができ、別途、動力を必要とせず、省エネルギー性に優れ、構成を簡素化して装置を小型化することができ、省スペース性に優れる。
【００３５】
（実施の形態２）
図３は実施の形態２の浄水装置の構成を示す模式図である。尚、実施の形態１と同様のものには同じ符号を付して説明を省略する。
図３において、実施の形態２の浄水装置１ａが実施の形態１と異なるのは、ろ過部３Ａが、並列に配設された性能の異なる２つのろ過膜３ａ，３ｂと、ろ過膜３ａ，３ｂの原水側同士を接続する原水側接続管３ｃと、各々のろ過膜３ａ，３ｂのろ過側とろ過水排出ライン９の管路９ａを接続する合流管２８ａ，２８ｂと、各々の合流管２８ａ，２８ｂに配設されたろ過水量調整弁２９ａ，２９ｂと、ろ過水排出ライン９の管路９ｄに配設された電導度計３５を備えている点である。
【００３６】
実施の形態２の浄水装置１ａのろ過時の基本動作は、実施の形態１と同様であるが、ろ過部３Ａに性能の異なる２つのろ過膜３ａ，３ｂが並列に配設されているので、電導度計３５でろ過水の電導度（純度）を計測、確認しながら、各々のろ過水量調整弁２９ａ，２９ｂの開度を調整することにより、所望の電導度（純度）のろ過水を得ることができる。
ろ過膜３ａ，３ｂとしては、限外ろ過膜、逆浸透膜、ナノ膜などを組合せて使用することができる。ろ過部３Ａのろ過膜３ａ，３ｂの１つに逆浸透膜を使用した場合、逆浸透膜でろ過して得られるＲＯ水を洗浄用ろ過水として利用することができ、ろ過膜３ａ，３ｂの原水側に付着した細菌などの付着物を確実かつ効率的に剥離することが可能で、洗浄の効率性に優れる。
また、原水側接続管３ｃでろ過膜３ａ，３ｂの原水側同士を接続することにより、ろ過膜３ａ，３ｂの内の性能の高い方のろ過膜（例えば逆浸透膜）の原水側で圧力が増加した時に、その圧力を性能の低い方のろ過膜（例えば限外ろ過膜）の原水側に逃がして、ろ過膜の破損を防ぐことができ、ろ過膜の保護性に優れる。
【００３７】
実施の形態２の浄水装置１ａの洗浄時の動作については、実施の形態１と同様なので説明を省略する。
尚、本実施の形態では、２種類のろ過膜３ａ，３ｂを並列に配設したが、３種類以上並列に配列してもよく、原水側接続管３ｃは省略することも可能である。
また、電導度計３５を配設する代わりに、遅延タイマ等により、時間差でろ過水量調整弁２９ａ，２９ｂを開閉し、各々のろ過膜３ａ，３ｂでのろ過水量を調整してもよい。
【００３８】
実施の形態２における浄水装置によれば、実施の形態１で得られる作用に加え、以下の作用を有する。
（１）ろ過部３Ａが、並列に配設された性能の異なる２以上のろ過膜３ａ，３ｂと、各々のろ過膜３ａ，３ｂのろ過側に配設されたろ過水量調整弁２９ａ，２９ｂと、を備え、ろ過水排出ライン９の管路９ｄに電導度計３５が配設されていることにより、ろ過部３Ａから排出されるろ過水の電導度（純度）を電導度計で計測しながら、各々のろ過水量調整弁２９ａ，２９ｂの開度を調整することができ、目的、用途などに応じてろ過水の電導度（純度）を最適に保つことが可能で、ろ過の過不足を防止することができ、ろ過の効率性、省エネルギー性に優れる。
【００３９】
（実施の形態３）
図４は実施の形態３の浄水装置の構成を示す模式図である。尚、実施の形態１又は２と同様のものには同じ符号を付して説明を省略する。
図４において、実施の形態３の浄水装置１ｂが実施の形態２と異なるのは、ろ過部３Ｂが、ろ過膜３ａ，３ｂの原水側同士を接続する原水側接続管３ｃに配設された開閉弁３ｄを備えている点と、原水供給ライン４の管路４ａの先端部に接続され原水タンク２に沈設された分離タンク４ｃを備えている点である。
実施の形態３の浄水装置１ｂのろ過時の動作は、実施の形態２と同様なので説明を省略する。
【００４０】
実施の形態３の浄水装置１ｂのろ過側からの洗浄（逆洗）について説明する。
ろ過膜３ａを逆浸透膜のような高性能のろ過膜とし、ろ過膜３ｂをろ過膜３ａより性能の低い限外ろ過膜のような中性能のろ過膜として、濃縮水排出ライン１４の濃縮水排出弁１５，切替弁２０及びろ過水量調整弁２９ａ，２９ｂを開いた状態で、開閉弁３ｄ，原水供給弁５，ろ過水排出ライン９のろ過水排出弁１３ａ，１３ｂ及びろ過水供給弁１９を閉じることにより、２つのろ過膜３ａ，３ｂの内、性能の高いろ過膜３ａを通過してろ過されたろ過水をろ過水循環ポンプ２５の圧力によって、性能の低いろ過膜３ｂのろ過側に送り、洗浄（逆洗）を行うことができる。
このとき、ろ過水供給弁１９を開くと、性能の高いろ過膜３ａでろ過されたろ過水と、ろ過水タンク１０に貯留されているろ過水を混合した多量の混合水で、性能の低いろ過膜３ｂをろ過側から洗浄（逆洗）することができる。
尚、ろ過水量調整弁２９ａ，２９ｂの下流側のろ過水排出ライン９の管路９ａにろ過水閉止弁を設けてもよい。この場合、ろ過水閉止弁を閉じれば、ろ過膜３ａを通過してろ過されたろ過水を合流管２８ａ，２８ｂ（ろ過水量調整弁２９ａ，２９ｂ）を通して直接、ろ過膜３ｂのろ過側に送って洗浄（逆洗）を行うことができ、洗浄の確実性、信頼性に優れる。
以上のように、開閉弁３ｄの開閉により、ろ過膜３ａ，３ｂの洗浄方法を適宜、選択することができ、汎用性に優れる。
また、実施の形態３の浄水装置１ｂにおける通常の洗浄（ろ過膜３ａ，３ｂの原水側からの洗浄）時の基本動作については、実施の形態１と同様であるが、ろ過水がろ過部３Ｂの原水側に供給されたときに、原水側接続管３ｃに配設された開閉弁３ｄを開くことにより、原水供給ポンプ６で２つのろ過膜３ａ，３ｂの原水側をろ過水で循環洗浄することができる。尚、実施の形態１と同様に、適宜、濃縮水排出ライン１４の濃縮水排出弁１５を開くことにより、洗浄に使用されたろ過水の一部を原水タンク２に排出して、循環中のろ過水を新しいろ過水と交換しながら洗浄を行うことができる。
【００４１】
分離タンク４ｃは有底の筒型に形成され、周壁面に複数の貫通孔が穿設されている。これにより、原水中のＳＳ（浮遊物質）が貫通孔から分離タンク４ｃの内部に侵入し難く、分離タンク４ｃの外周面で分離されて原水タンク２に沈降し、ろ過部３Ｂに供給される原水中のＳＳの量を減らして、ろ過部３Ｂの負荷を低減することができ、ろ過の効率性、ろ過膜３ａ，３ｂの長寿命性を向上させることができる。
尚、貫通孔の孔径は水の表面張力やＳＳの粒径に応じて、適宜、選択することができる。
【００４２】
実施の形態３における浄水装置によれば、実施の形態１又は２で得られる作用に加え、以下の作用を有する。
（１）ろ過部３Ｂが、並列に配設された性能の異なる２つのろ過膜３ａ，３ｂの原水側同士を接続する原水側接続管３ｃと、原水側接続管３ｃに配設された開閉弁３ｄを有するので、濃縮水排出ライン１４の濃縮水排出弁１５，切替弁２０及びろ過水量調整弁２９ａ，２９ｂを開いた状態で、開閉弁３ｄ，原水供給弁５，ろ過水排出ライン９のろ過水排出弁１３ａ，１３ｂ及びろ過水供給弁１９を閉じることにより、２つのろ過膜３ａ，３ｂの内、性能の高いろ過膜３ａを通過してろ過されたろ過水をろ過水循環ポンプ２５の圧力によって、合流管２８ａ，２８ｂを通して性能の低いろ過膜３ｂのろ過側に送り、洗浄を行うことができ、洗浄の効率性、ろ過膜の長寿命性に優れる。
（２）濃縮水排出弁１５，切替弁２０及びろ過水量調整弁２９ａ，２９ｂを開き、ろ過水排出弁１３ａ，１３ｂと開閉弁３ｄを閉じて性能の低いろ過膜３ｂを洗浄する際に、ろ過水供給弁１９を開くことにより、性能の高いろ過膜３ａでろ過されたろ過水に、ろ過水タンク１０に貯留されているろ過水をろ過水循環ポンプ２５から供給し、それらを混合した多量の混合水で、性能の低いろ過膜３ｂをろ過側から洗浄することができ、ろ過膜洗浄の作業性、確実性に優れる。
（３）原水供給ポンプ６及びろ過水循環ポンプ２５を駆動したまま原水供給ライン４の原水供給弁５，ろ過水排出ライン９のろ過水排出弁１３ａ，１３ｂ及び濃縮水排出ライン１８の濃縮水排出弁１５を閉じ、洗浄用ろ過水供給ライン１８のろ過水供給弁１９及び切替弁２０を開くことにより、ろ過水タンク１０に貯留されたろ過水を、ろ過水循環ライン２４からろ過水排出ライン９の管路９ｃ，洗浄用ろ過水供給ライン１８（管路１８ａ，１８ｂ，１８ｃ）へ通して濃縮水循環ライン８に導き、さらに原水供給ライン４の管路４ｂを通してろ過部３Ｂの原水側に供給することができるが、このとき、２つのろ過膜３ａ，３ｂの原水側同士を接続する原水側接続管３ｃに配設された開閉弁３ｄを開くことにより、原水供給ポンプ６で２つのろ過膜３ａ，３ｂの原水側をろ過水で循環洗浄することができ、ろ過膜３ａ，３ｂの耐久性、長寿命性に優れる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施の形態１で説明した浄水装置を用いて、洗浄によるろ過膜の透水性の回復について評価した。
評価の方法としては、浄水装置１につき、１４日間で延べ１４０時間、ろ過と洗浄を繰り返し、その間のろ過部３の原水側循環圧とろ過側ろ過圧の測定を行った。
ろ過膜には限外ろ過膜（川澄化学工業株式会社製ダイアライザーＫＦ−１５）を使用した。原水供給ラインの配管には内径３ｍｍのシリコンチューブを使用し、原水側ライン長４ｍ、定量ろ過圧２．５ｋＰａ、膜の圧損２０Ｐａ、原水（試験水）の粘性係数０．００２Ｐａ・ｓの時にハーゲンポアズイユの法則から求めた流量約１０×１０−６ｍ３／ｓを原水供給ポンプの流量として定量ろ過を行った。また、ろ過水循環ポンプの流量は約７×１０−６ｍ３／ｓとした。
尚、評価に用いた原水（試験水）は、遠賀川沿岸部の土壌水にフミン酸を加え、フミン酸濃度が自然界の１０倍程度となるように調整し、さらに微量の硫酸銅とニッケルを加えたものである。【００４４】
その結果を図５に示す。
図５は、ろ過と洗浄を繰り返した時のＴＭＰ（膜間差圧）の変化を示す図である。
図５中、横軸は使用開始からの経過日数、縦軸は圧力であり、黒丸でプロットしたものが原水側循環圧、白四角でプロットしたものがろ過側ろ過圧である。尚、図４には、ろ過時又は洗浄時に測定した圧力の変動のみがプロットしてあり、装置が休止している間（ある日のろ過又は洗浄が終了し、次に洗浄又はろ過を開始するまでの間）は含まれていない。
原水側循環圧が高く、ろ過側ろ過圧が低くなっている期間がろ過時の状態であり、原水側循環圧が低く、ろ過側ろ過圧が高くなっている期間が洗浄時の状態を表している。
図５から、浄水装置１を１４日間で延べ１４０時間駆動しても、ＴＭＰ（膜間差圧）にほとんど変化がなく、洗浄によってろ過膜の透水性（ろ過効率）がほぼ一定に維持されていることがわかる。
これにより、バブリングしたろ過水による洗浄機能を備えた本発明の浄水装置は、循環洗浄によって十分な透水性の回復を実現することができ、ろ過膜の長寿命性、耐久性、環境保護性に優れるものと言える。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、簡素な構成で、薬液を用いることなく、若しくは薬液の使用量を大幅に低減して、ろ過膜に付着した不純物や細菌などを確実かつ効率的に除去して細菌の増殖を抑制することができ、ろ過膜の洗浄効率性、環境保護性に優れ、ろ過膜の耐久性、長寿命性、メンテナンス性を大幅に向上させることができ、ろ過性能の経時劣化を防ぎ、動作の安定性、ろ過の効率性、省エネルギー性に優れると共に、ろ過水に含まれる電解質成分等をコントロールしてろ過水の純度を簡便に調整することができ、ろ過水を飲料水、食品や食器等の洗浄水など幅広い用途に使用することが可能な汎用性に優れた浄水装置の提供を行うことにより、水不足の解消に大きく貢献することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１，１ａ，１ｂ  浄水装置
２  原水タンク
２ａ  供給パイプ
２ｂ  排出部
３，３Ａ，３Ｂ  ろ過部
３ａ，３ｂ  ろ過膜
３ｃ  原水側接続管
３ｄ  開閉弁
４  原水供給ライン
４ａ，４ｂ，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ  管路
４ｃ  分離タンク
５  原水供給弁
６  原水供給ポンプ
７，１２  圧力メータ
８  濃縮水循環ライン
９  ろ過水排出ライン
１０  ろ過水タンク
１１  エアーチャンバー
１３ａ，１３ｂ  ろ過水排出弁
１４  濃縮水排出ライン
１５  濃縮水排出弁
１６，２１ｂ  逆止弁
１７  原水側気泡発生部
１８  洗浄用ろ過水供給ライン
１９  ろ過水供給弁
２０  切替弁
２１  排水ライン
２１ａ  排水調整部
２２  ろ過水バブリング用ライン
２３  ろ過水側気泡発生部
２４  ろ過水循環ライン
２５  ろ過水循環ポンプ
２６  ろ過水取水ライン
２６ａ  ろ過水取水切替弁
２７  廃水ライン
２７ａ  廃水切替弁
２８ａ，２８ｂ  合流管
２９ａ，２９ｂ  ろ過水量調整弁
３０  液体流入管
３０ａ  液体流入孔
３１  液体流出管
３１ａ  液体流出孔
３２  空気導入微孔
３５  電導度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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